高壓電力線路跨越路塹段松動(dòng)爆破控制技術(shù)

楊 余 江

(遵義市黔北公路建設(shè)開發(fā)投資有限責(zé)任公司，貴州 遵義 563000)

高壓電力線路跨越路塹段松動(dòng)爆破控制技術(shù)

楊 余 江

(遵義市黔北公路建設(shè)開發(fā)投資有限責(zé)任公司，貴州 遵義 563000)

以某公路工程石質(zhì)路塹段松動(dòng)爆破工程為例，結(jié)合松動(dòng)爆破控制技術(shù)相關(guān)資料和現(xiàn)場(chǎng)具體情況，對(duì)爆破設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了選擇和計(jì)算，有效地將震動(dòng)效應(yīng)、飛石距離和爆破沖擊波強(qiáng)度控制在安全規(guī)程允許范圍之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的爆破效果。

高壓電力線路，路基，爆破設(shè)計(jì)，裝藥量

1 工程概況

遵義市巷口至三合一級(jí)公路A8標(biāo)位于遵義縣三合鎮(zhèn)境內(nèi)，項(xiàng)目起訖里程樁號(hào)為K36+400～K40+220，路線全長(zhǎng)3.82 km。其中，在K37+340處有一條500 kV(鴨烽線)超高壓電力線路跨越公路，該段路基為路塹挖方段，靠鐵塔處邊坡高度26 m，鐵塔位于線路右側(cè)，距路基開挖邊線僅22 m,邊坡坡比為1∶1，采用永久防護(hù)方案。該段路塹石質(zhì)主要為中、弱風(fēng)化灰?guī)r，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，覆蓋層為可塑～硬塑粘土。

2 爆破方案

根據(jù)設(shè)計(jì)開挖深度，當(dāng)開挖深度小于5 m時(shí)采用淺孔松動(dòng)爆破，當(dāng)開挖深度超過5 m時(shí)采用深孔松動(dòng)爆破，臺(tái)階高度控制在10 m以內(nèi)。邊坡采用預(yù)裂爆破，超過+20 cm部分采用人工修整。

本次爆破設(shè)計(jì)主要把高壓線鐵塔作為保護(hù)對(duì)象，需要控制爆破飛石，由于爆破環(huán)境不好，施工時(shí)采用先在線路左側(cè)縱向拉槽形成臨空面，逐步向右推進(jìn)的開挖順序，距離爆破鐵塔最近處時(shí)，形成兩個(gè)臨空面，減小爆破地震效應(yīng)對(duì)鐵塔的影響。正式爆破之前首先在小里程不受高壓線影響的部分進(jìn)行試爆作業(yè)，驗(yàn)證爆破方案的可行性并取得相關(guān)的參數(shù)，以達(dá)到對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整的目的。

3 爆破設(shè)計(jì)參數(shù)選擇

3.1 淺孔爆破工藝參數(shù)及藥量計(jì)算

1)單位耗藥量q(單位體積用藥系數(shù)K)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的石質(zhì)、巖層產(chǎn)狀、節(jié)理裂隙的發(fā)育程度，最終通過1次～2次試爆確定，并在施工中不斷進(jìn)行調(diào)整，使之適應(yīng)地質(zhì)的變化。K37+380段石質(zhì)小里程為灰?guī)r，大里程為泥巖、砂巖，根據(jù)地質(zhì)情況將巖石分為軟石、次堅(jiān)石、堅(jiān)石三類，單位耗藥量初步選擇q=0.3 kg/m3，0.45 kg/m3，0.55 kg/m3。

2)孔徑d。根據(jù)鉆孔深度、地形地質(zhì)等條件，鉆孔采用手持式鑿巖機(jī)，鉆孔直徑d=42 mm，藥卷直徑φ=32 mm。

3)臺(tái)階高度H、孔深L。鉆垂直炮眼時(shí)，L=H+h。

其中，H為臺(tái)階高度，按每循環(huán)3 m進(jìn)行計(jì)算；h為炮眼超鉆深度，h=(0.1～0.15)H=0.3 m～0.45 m；L為孔深，為3.3 m～3.45 m。

4)最小抵抗線W底。W底=(0.4～1.0)H。

5)炮孔間距a、炮孔排距b。炮孔間距a=1.2W底，排距(多排孔爆破)b=W底。

6)單孔裝藥量Q計(jì)算。單孔裝藥量Q=q·a·W底·H。

表1～表3為所計(jì)算用藥量，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)必須在距鐵塔較遠(yuǎn)地段進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證，根據(jù)驗(yàn)證情況再進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

3.2 深孔松動(dòng)爆破工藝參數(shù)及藥量計(jì)算

表1 列表法計(jì)算軟石不同深度炮孔的單孔炸藥量(一)

表2 列表法計(jì)算次堅(jiān)石不同深度炮孔的單孔炸藥量(一)

表3 列表法計(jì)算堅(jiān)石不同深度炮孔的單孔炸藥量(一)

1)單位耗藥量q(單位體積用藥系數(shù)K)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的石質(zhì)、巖層產(chǎn)狀、節(jié)理裂隙的發(fā)育程度，最終通過1次～2次試爆確定，并在施工中不斷進(jìn)行調(diào)整，使之適應(yīng)地質(zhì)的變化。試爆地點(diǎn)選在離高壓線最遠(yuǎn)的小里程方向。本段石質(zhì)K37+380小里程為灰?guī)r，大里程為泥巖、砂巖，根據(jù)地質(zhì)情況將巖石分為軟石、次堅(jiān)石、堅(jiān)石三類，初步選擇q=0.25 kg/m3，0.4 kg/m3，0.5 kg/m3。

2)炮孔直徑。使用潛孔鉆機(jī)，炮孔直徑選為90 mm。

3)臺(tái)階高度H、孔深L。鉆垂直炮眼時(shí)，L=H+h。其中，H為臺(tái)階高度，取5 m～10 m；h為炮眼超鉆深度，h=0.1H=0.5 m～1 m；L為孔深，取5.5 m～11 m。

4)最小抵抗線W1(計(jì)算次堅(jiān)石計(jì)算式)。

其中，D為炮孔直徑，取90 mm；Δ為裝藥密度，取900 kg/m3；L為爆孔深，取5.5 m；τ為裝藥系數(shù)，取0.6；e為炸藥換算系數(shù)，取1；q為單位耗藥量，取0.4 kg/m3；m為炮眼密度系數(shù)，取1.2；h為臺(tái)階高度，取5 m。

軟石W1=3.5 m；堅(jiān)石W1=2.5 m。

5)炮孔間距a、炮孔排距b。炮孔間距a=1.2W底，排距(多排孔爆破)b=W底，為施工便利，取統(tǒng)一的孔網(wǎng)參數(shù)。

6)單孔裝藥量Q計(jì)算。單孔裝藥量Q=q·a·W底·H。

表4～表6中所計(jì)算用藥量，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)必須在距鐵塔較遠(yuǎn)地段進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證，根據(jù)驗(yàn)證情況再進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

表4 列表法計(jì)算軟石不同深度炮孔的單孔炸藥量(二)

表5 列表法計(jì)算次堅(jiān)石不同深度炮孔的單孔炸藥量(二)

表6 列表法計(jì)算堅(jiān)石不同深度炮孔的單孔炸藥量(二)

3.3 預(yù)裂爆破工藝參數(shù)及藥量計(jì)算

1)根據(jù)預(yù)裂爆破設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，其爆破效果與巖石的抗壓強(qiáng)度，炮孔間距，孔徑(不耦合系數(shù))等相關(guān)。巖石抗壓強(qiáng)度值σ壓分別取值為15 MPa，40 MPa，70 MPa，采取經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算如下：

a.武漢大學(xué)水電學(xué)院(原武漢水利電力學(xué)院)經(jīng)驗(yàn)公式:

其中，σ壓為巖石抗壓強(qiáng)度，取40 MPa；a為孔距，取1.2 m；d為炮孔直徑，取0.09 m。

經(jīng)計(jì)算q線分別為0.27 kg/m,0.44 kg/m,0.59 kg/m。

b.長(zhǎng)江科學(xué)研究院經(jīng)驗(yàn)公式：

其中，σ壓為巖石抗壓強(qiáng)度，取40 MPa；a為孔距，取1.2 m。

經(jīng)計(jì)算q線分別為0.22 kg/m,0.4 kg/m,0.58 kg/m。

根據(jù)兩種計(jì)算對(duì)比，結(jié)果比較接近，取第一種方法計(jì)算值。

2)底部線裝藥密度q底和頂部線裝藥密度q頂。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，孔深5 m～10 m時(shí)，底部線裝藥密度一般為線裝藥密度的2倍～3倍，頂部的適當(dāng)減小，本工程取3倍。

q底=0.8 kg/m，q底=1.3 kg/m，q底=1.8 kg/m。

3)不耦合系數(shù)f。

不耦合系數(shù)為鉆孔直徑與藥卷直徑的比值，藥卷采用25 mm，當(dāng)采用32 mm時(shí),應(yīng)設(shè)成間隔裝藥。經(jīng)計(jì)算f=90/25=3.6。

4)填塞長(zhǎng)度L。

4 鉆孔布置

根據(jù)臺(tái)階地形平面尺寸及開挖邊坡，主炮孔布孔方式采用多排梅花形布孔，其孔網(wǎng)參數(shù)參考表1～表3和表4～表6進(jìn)行。

5 爆破網(wǎng)絡(luò)

1)起爆順序。為確保距爆區(qū)鐵塔處地面振速不大于3.5 cm/s，最大單響藥量不得超過安全距離單響起爆藥量，如表7所示，20 m～25 m范圍內(nèi)，孔深3.45 m單孔用藥量為1.87 kg，20 m單段(響)用藥量為6.9 kg，此處最多只能3孔同時(shí)起爆，其余類推。

表7 爆破點(diǎn)到建筑物不同距離允許的最大一段(單響)裝藥量

起爆順序從距電力塔遠(yuǎn)處小里程向電線跨越處(大里程)方向推進(jìn)。由于路基寬度較寬，可順線路方向按兩次或三次分段分臺(tái)階進(jìn)行爆破，根據(jù)孔深及安全用藥量來確定每排的炮孔數(shù)量。

2)爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。主爆孔的孔內(nèi)裝高段位非電雷管，孔外用低段位非電毫秒雷管串聯(lián)分段進(jìn)行毫秒微差爆破，使用復(fù)式起爆網(wǎng)絡(luò)。為安全準(zhǔn)確爆破起見，網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)采用2發(fā)～3發(fā)雷管復(fù)式聯(lián)結(jié)，最后采用擊發(fā)針擊發(fā)引爆，禁止采用電雷管起爆方式，確保爆破施工安全。

起爆網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示。

6 安全技術(shù)參數(shù)計(jì)算

1)地震波安全距離R。該工程設(shè)計(jì)最大一個(gè)段別的炸藥用量為225 kg,地震波安全震速取3.5 cm/s，按照GB 6722—2014爆破作業(yè)安全規(guī)程相關(guān)公式計(jì)算地震波安全距離。被爆巖石為中硬巖石，取巖性指數(shù)K=200，a=1.5，藥量系數(shù)m=1/3。則爆破地震安全距離:

2)沖擊波安全距離Rk。該工程設(shè)計(jì)最大一個(gè)段別的炸藥量為225kg,則:

3)爆破飛石安全距離。取安全系數(shù)k=1.5，松動(dòng)爆破作用指數(shù)n=0.75，深孔臺(tái)階爆破最小抵抗線W=3.5m，則爆破飛石安全距離：

R=20kn2W=20×1.5×0.752×3.5=59.1m。

7 結(jié)語(yǔ)

本次爆破實(shí)施過程中除應(yīng)控制現(xiàn)場(chǎng)爆破的安全、滿足相應(yīng)的技術(shù)要求外，還應(yīng)防止高壓電力線路周圍雜散電流對(duì)爆破網(wǎng)路的影響，同時(shí)，通過對(duì)爆破方案的設(shè)計(jì)優(yōu)化，使得工程施工更加經(jīng)濟(jì)合理，為今后類似的項(xiàng)目積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

The loosening blasting control technology of high voltage power lines cross cutting section

Yang Yujiang

(ZunyiNorthRoadConstruction&DevelopmentInvestmentLimitedLiabilityCompany,Zunyi563000,China)

Taking the loosening blasting engineering of a highway engineering stone cutting section as an example, combining with the loosening blasting control technology related data and site specific conditions, selected and calculated the blasting design parameters, effectively control of vibration effect, flying-rock distance and blasting wave intensity in safety standards range, achieved expected blasting effect.

high voltage power line, sub-grade, blasting design, explosive load

1009-6825(2017)02-0144-03

2016-11-07

楊余江(1980- )，男，工程師

TU751.9

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